Matematica de informatica

INTRODUÇÃO
Com certeza podemos dizer que Banco de Dados foi uma das mais importantes tecnologias já inventadas no ramo da informática, possibilitando uma infinidade de vantagens e recursos aos usuários e desenvolvedores.
O conteúdo do material aborda desde o início em meados da década 60 com os arquivos texto, as arquiteturas de BD, qual é o modelo utilizado atualmente, até o futuro com os BDOO. 
 
VANTAGENS DA ABORDAGEM DE BANCOS DE DADOS
Banco de Dados é um sistema que serve para gerenciar dados armazenados organizadamente, permitindo inclusão, alteração, exclusão, consulta e manipulação. As tarefas são realizadas através deferramentas de alto nível, ou seja, o usuário diz o que quer fazer e não como fazer.
Os Sistemas de Banco de Dados (SGBDs) foram precedidos pelos sistemas de gerenciamento de arquivos que executavam tarefas como geração de relatórios e ordenação de arquivos. A partir das décadas de 50 e 60 apareceram no marcado produtos voltados para definição de dados, ou geradores de banco de dados. Um dos produtos de maior sucesso comercial desta época foi o Cobol.
O tratamento de informação como um banco de dados, ao invés de considerar arquivos e registros projetados para servirem a aplicações específicas, da ao sistema algumas vantagens:
- Os dados podem ser compartilhados: 
O compartilhamento significa que com os dados existentes é possível ser desenvolvido novas aplicações para operar sobre estes.

- A redundância pode ser reduzida:
A redundância é o aparecimento dos mesmos dados em lugares ou em aplicações diferentes, isso gera desperdício de espaço de armazenamento. A redução seria possível se os arquivos que contêm esses dados estivessem armazenados em um só local e as duplicações eliminadas. 

- A inconsistência pode ser evitada:
A inconsistência se deve ao fato de haver dados duplicados e essa redundância ainda não ter sido controlada, se um arquivo estiver mais atualizado que o outro o banco de dados está inconsistente. Com a duplicação removida não poderá ocorrer essa inconsistência do banco de dados. E se a redundância for apenas controlada, deverá torná-la conhecida para o SGBD, que poderá garantir

o banco de dados sempre atualizado. 

- O suporte a transações pode ser fornecido:
O suporte pode recuperar dados perdidos por alguma falha do sistema ou queda de energia, por exemplo, e impede a interferência de outros usuários na sua transação.

- A integridade pode ser mantida:
A integridade assegura que os dados no banco de dados estão corretos. Definindo um controle centralizado do banco de dados podendo evitar problemas de falta de integridade, permitindo ao administrador e ao DBA criar restrições de integridade e verificar estas a cada operação de atualização. 


- A segurança pode ser reforçada:
Tendo restrições de segurança sobre o DBA, podendo ser diferenciada para cada usuário, com segurança de acesso com matrizes de autorização e monitoramento de transações. Assim evitando cesso de pessoas não autorizadas a dados confidenciais. 

- Requisitos contraditórios podem ser equilibrados:
Estruturar o sistema para oferecer o melhor para a empresa, e não a um usuário individual, pois atendendo a requisitos individuais, provavelmente não será o melhor para a empresa. 

- Os padrões podem ser impostos:
A padronização como, por exemplo, os padrões da empresa, padrões do mercado nacional e internacional é necessária para o intercâmbio de dados, a troca de dados entre sistemas, da mesma forma que a nomenclatura e a documentação dos dados.


MODELOS DE BANCO DE DADOS
MODELO HIERÁRQUICO
SGBDs baseados no modelo hierárquico foram os primeiros sistemas disponíveis comercialmente.
No

modelo hierárquico, o usuário percebe o banco de dados como uma estrutura de árvore envolvendo registros e ligações. Cada resgistro pode ser qualquer número de descendentes, mas apenas um ascendente (exceto a raiz, que não tem ascendente). O registro ascendente guarda referências do conjunto de descendentes que possui.
A navegação dentro de um banco de dados hierárquico é feita com comandos do tipo “acessar o primeiro” e “acessar o próximo” (get first e get next), admitindo cláusulas e predicados para pesquisa.
O modelo hierárquico é um caso particular do modelo de rede que é o próximo assunto.

MODELO DE REDE
A visão que o usuário tem do banco de dados, no modelo de rede,, é a de um grafo ou uma malha de ligações um-para-muitos entre os registros. Um tipo de registro pode estar envolvido em mais de um relacionamento, pode ter vários ascendentes e vários descendentes.
Um dos primeiro sistemas adotando o modelo de rede foi o IDMS (Cullinet Database Systems – 1970), e tem no Cobol a linguagem hospedeira mais usada para programas de aplicações.

MODELO RELACIONAL
Um banco de dados relacional é percebido pelo usuário como um conjunto de tabelas. Uma tabela ou relação é composta por linhas conhecidas como tuplas e colunas. Cada coluna tem um conjunto de valores possível chamada domínio. Na linguagem da computação, tabela ou relação equivale a arquivo, tupla equivale a registro e coluna equivale a campo. A representação por um conjunto de tabelas faz a diferença em relação ao modelo de rede, que é um conjunto

de registros e relacionamentos através de ligações.
Definimos, então, um sistema relacional como aquele no qual os dados são percebidos pelos usuários como tabelas e as operações aplicáveis ao sistema geram tabelas a partir das primeiras.
CONCEITO DE BD RELACIONAL
Os bancos de dados relacionais são indiscutivelmente o tipo de banco de dados mais comumente utilizado. Não é necessário entender teoria relacional para utilizar um banco de dados relacional.
TABELAS
Os bancos de dados relacionais são compostos de relações, mais comumente chamadas de tabelas. Uma tabela é exatamente o que o nome sugere uma tabela de dados. Se alguma vez utilizou uma planilha eletrônica, já utilizou uma tabela relacional. Toda tabela é composta por colunas, cada uma correspondendo a um fragmento diferente de dados e linhas que correspondem a registros individuais.
COLUNAS
Cada coluna na tabela tem um nome único e contém dados diferentes. Cada coluna tem um tipo de dados associados. As colunas são comumente chamadas de campos ou atributos.
LINHAS
Cada linha em uma tabela representa um registro diferente. Por causa do formato tabular, todas elas têm os mesmos atributos. As linhas também são comumente chamadas de registros ou tuplas.
VALORES
Cada linha consiste em um conjunto de valores individuais que correspondem a
colunas. Cada valor deve ter o tipo de dados especificado pela sua coluna.
CHAVES
É necessário ter uma maneira de identificar cada registro específico. Campos do tipo String normalmente não são uma maneira